JPH0637845B2 - プラント制御装置の機器コントローラ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はプラントの制御装置に係り、特に、プラントの
機器を直接制御（ＤＤＣ）する機器コントローラのドラ
イブコントロールモジュール（ＤＣＭ）に関する。

〔従来の技術〕

従来のプラント制御装置、たとえば、発電プラントの自
動制御装置は、アナログ演算器の組み合わせにより構成
されていた。

しかし、プラントの負荷追従性の向上、排ガス規制の強
化による制御の複雑化、主機の応力疲労を軽減し寿命消
費を防ぐための最適制御の導入、更には予測制御による
制御精度の向上等のニーズがあり、一方で、マン・マシ
ン性向上のためのＣＲＴディスプレイの装備等、システ
ムの複雑化があり、アナログ制御装置による十分な対応
は不可能となっている。

近年、従来のアナログ制御装置に替わって、ディジタル
コントローラを用いたプラント自動制御装置が普及して
いる。ディジタルコントローラは、１台のコントローラ
が備える一つのプロセッサ（ＣＰＵ）のプログラムによ
る演算処理によって、複数の機器を総括して制御できる
ので、複雑な制御や最適化を可能にする一方、コントロ
ーラのコンパクト化やコスト低減など経済的な効果も持
たらしている。

第２図に、従来のディジタルコントローラの構成を示
す。ディジタルコントローラ１は、プロセッサ（ＣＰ
Ｕ）２、ディジタル入力カード（以下、ＤＩカード）
３、ディジタル出力カード（以下、ＤＯカード）４、ア
ナログ入力カード（以下、ＡＩカード）５、アナログ出
力カード（以下、ＡＯカード）６と、プロセス入出力バ
ス（以下、ＰＩ／Ｏバス）７より構成される。

ディジタルコントローラ１の外部には、手動バックアッ
プ操作回路８と、手動操作用表示器及び操作スイッチを
もつ運転員操作装置９が設けられている。

コントローラ１のＤＩカード３やＡＩカード５は、図示
していないマルチプレクサやレジスタを備えて、プラン
ト１０の複数の機器１１のプロセス信号を周期的に入力
している。同様に、ＤＯカード４やＡＯカード６はマル
チプレクサやレジスタを備えて、プロセッサ（ＣＰＵ）
２によって機器１１毎に時分割に制御演算されたプロセ
ス出力を、各機器に周期的に出力する。

一方、手動バックアップ操作回路８は、プラント１０の
機器１１毎に設けられ、ディジタルコントローラ１の故
障時等に、運転員操作装置９からの手動操作に応じて操
作量信号を出力し、機器１１の操作端を手動調節してプ
ラント運転を可能な範囲で継続する。

第３図に、従来のディジタルコントローラ１を配置する
制御システムの正面図及び側面図を示す。システムキャ
ビネット１００内には、制御電源装置１０１、ディジタ
ルコントローラ１、手動バックアップ操作回路８を構成
するためのアナログハードウエアモジュール１０４やリ
レー、ワイヤリング等、およびこれら各装置間を接続す
る入出力ケーブルや電源ケーブル１０３、さらにはプラ
ント１０の各機器１１と接続する外部ターミナルブロッ
ク１０５や外部ケーブル１０６などを配備している。手
動バックアップ回路８は機器１１の操作端毎に設けてい
るので、そのハードウエアはディジタルコントローラ１
と同等以上のものとなっている。

なお、従来のディジタルコントローラによるプラント制
御装置の一例に、特願昭５５−１３３０５６号（特開昭
５７−５９２０１号公報参照）がある。

〔従来技術の問題点〕

上述のように、従来のディジタルコントローラは、プロ
セッサ（ＣＰＵ）と複数の機器のプロセス入出力をイン
ターフェースする各機器共通のＤＩ及びＡＩカード、Ｄ
Ｏ及びＡＯカードを備えている。

このため、これら入出力カードの一つが故障すると、当
該コントローラによって制御される全ての機器の自動制
御が不可能で、通常のプラント運転の継続が困難にな
る。

この場合、機器ごとに設けられている手動バックアップ
回路を介して、安全確保などの縮退された一時的な手動
運転は可能であるが、自動制御が停止され全ての機器に
ついて有効な手動運転を行うことは難しく、運手員の負
担を極めて大きくする。

また、ディジタルコントローラは、プラントの各機器の
プロセス入力を常時診断して、異常な兆候を検出すると
直ちにロック指令を出力して、当該機器を現状の操作位
置にロックアップして、機器の誤動作による事故の発生
を防止している。

しかし、上記の入出力カードが故障すると、１つのコン
トローラに総括されている全ての機器の診断やロックア
ップが不可能になり、プラントの安全上重大な支障を生
じる。

さらに、プロセスの入出力機能は複数の機器に対応し、
手動バックアップ機器は機器と１対１に構成されるため
標準化やコントローラへの内臓が難しく、バックアップ
回路が多数のハードウエアによって複雑化して、制御シ
ステムの操作性と信頼性を低下させている。

〔発明の目的〕

本発明の第１の目的は、プラントを構成する複数の機器
が１のコントローラによって操作される場合に、入出力
手段の故障が機器毎に限定されて他の機器に影響を与る
ことがなく、入出力手段と手動バックアップ手段が一体
的に機能して他の機器と互いに独立した制御を可能にし
て、プラントの操業性を向上すると共に入出力手段故障
時の手動運転操作を容易にするプラント制御装置の機器
コントローラを提供することにある。

本発明の第２の目的は、プラントを構成する複数の機器
が１のコントローラによって操作される場合に、入出力
手段の故障が機器毎に限定されて他の機器のロックアッ
プに影響を与えることがなく、入出力手段とロックアッ
プ手段が一体的に機能して他と互いに独立したロックア
ップ制御を可能にして、機器の故障時にプラントの安全
を確実に確保できる信頼性の高いプラント制御装置の機
器コントローラを提供することにある。

〔発明の概要〕

上記第１の目的を達成するための第１の発明は、複数の
機器が集まり機器グループを構成し、複数の機器グルー
プが集まりプロセス系統を構成し、１または複数のプロ
セス系統によって構成されるプラントに対して、前記プ
ロセス系統単位に系統コントローラを配置し、前記機器
グループ単位に機器コントローラを配置して分散制御す
るプラント制御装置において、 前記機器コントローラは、総括制御する複数の機器各々
のアナログ操作量の制御指令信号を決定して出力するプ
ロセッサ（ＣＰＵ）と、前記プロセッサ（ＣＰＵ）と前
記複数の機器間に、前記複数の機器の各々に対応し互い
に独立して設けられる複数のドライブコントロールモジ
ュール（ＤＣＭ）とを有し、 前記複数のドライブコントロールモジュール（ＤＣＭ）
の各々は対応する機器について、所定のプロセス状態量
を含むアナログ信号を入力するアナログ入力部（Ａ
Ｉ）、前記アナログ操作量を含むアナログ信号を出力す
るアナログ出力部（ＡＯ）、ディジタル信号を入力する
ディジタル入力部（ＤＩ）及びディジタル信号を出力す
るディジタル出力部（ＤＯ）を有する入出力手段と、前
記プロセッサ（ＣＰＵ）から与えられる前記制御指令信
号の値をホールドして当該機器についての手動制御を行
う手動バックアップ手段とを、他のドライブコントロー
ルモジュール（ＤＣＭ）とは独立に備えることを特徴と
する。

上記第１の発明の構成によれば、各機器に１対１に対応
する入出力手段と手動バックアップを内蔵するドライブ
コントロールモジュール（ＤＣＭ）を他の機器と互いに
独立して設けているので、１つのドライブコントロール
モジュール（ＤＣＭ）に故障があってもプロセッサ（Ｃ
ＰＵ）による他の機器の自動制御は続行でき、従来のよ
うに全ての機器の自動制御が停止する事態は回避され
る。

また、故障したドライブコントロールモジュール（ＤＣ
Ｍ）についても、手動バックアップ手段に異常がなけれ
ば、当該機器の手動によるバックアップが可能となる。
このとき、手動バックアップ手段に異常があって手動調
整ができないときは、当該ドライブコントロールモジュ
ール（ＤＣＭ）は他と独立に設けているので、運転中に
直ちに交換することが可能である。

さらに、従来、機器対応にコントローラ外部に設けら
れ、複雑なハードを擁していた手動バックアップ回路
が、本発明の入出力手段が機器対応となることから、コ
ントローラに内蔵してワイヤリング等を大幅に削減でき
る。即ち、本発明のドライブコントロールモジュール
（ＤＣＭ）の構成とすることで、制御システムのコンパ
クト化と信頼性を飛躍的に高め、且つ、ドライブコント
ロールモジュール（ＤＣＭ）故障時にも、入出力手段と
手動バックアップ手段が一体化しているので操作し易い
など、コントローラの機能性も向上する。

上記第２の目的を達成するための第２の発明は、第１の
発明と同様なプラント制御装置において、機器コントロ
ーラは、総括制御する複数の機器各々のアナログ操作量
の制御指令信号を決定して出力するプロセッサ（ＣＰ
Ｕ）と、前記プロセッサ（ＣＰＵ）と前記複数の機器間
に、前記複数の機器の各々に対応し互いに独立して設け
られる複数のドライブコントロールモジュール（ＤＣ
Ｍ）とを有し、 前記複数のドライブコントロールモジュール（ＤＣＭ）
の各々は対応する機器について、所定のプロセス状態量
を含むアナログ信号を入力するアナログ入力部（Ａ
Ｉ）、前記アナログ操作量を含むアナログ信号を出力す
るアナログ出力部（ＡＯ）、ディジタル信号を入力する
ディジタル入力部（ＤＩ）及びディジタル信号を出力す
るディジタル出力部（ＤＯ）を有する入出力手段と、対
応する機器が誤動作したときに当該機器を現状のアナロ
グ操作量にロックするように指令するロックアップ指令
手段とを、他のドライブコントロールモジュール（ＤＣ
Ｍ）とは独立に備えることを特徴とする。

上記第２の発明によれば、１つのドライブコントロール
モジュール（ＤＣＭ）に故障があってもプロセッサ（Ｃ
ＰＵ）による他の機器の自動制御の続行と機器故障時の
ロックアップ制御は確保できるので、機器の誤動作によ
るプラント事故の発生を防止できる。

〔発明の実施例〕

以下、第１の発明の一実施例を第１図と、第４図〜第６
図により、第２の発明の一実施例を第１図、第４図及び
第６図により説明する。

第１図は、第１及び第２の発明の機器コントローラ（以
下では、機器グループコントローラと呼ぶ）を適用する
発電プラント制御システムの構成例である。

発電プラント１５２は、複数のプロセス系統１５１ａ〜
１５１ｎに分かれ、１のプロセス系統１５１ａは複数の
機器グループ１５０ａ〜１５０ｎからなり、１の機器グ
ループ１５０ａにはそれぞれ１の調整操作端を有する複
数の機器１１ａ〜１１ｎがある。

発電プラント制御システムは、機器グループ１５０ａ〜
１５０ｎをそれぞれ制御する機器グループコントローラ
１５６ａ〜１５６ｎ、機器グループコントローラ１５６
ａ〜１５６ｎをシリアル信号伝送路１５８を介して総括
制御する系統コントローラ１５７を有しプロセス系統１
５１ａ〜１５１ｎをそれぞれ制御する系統単位制御シス
テム１５９ａ〜１５９ｎ、これら系統単位制御システム
１５９ａ〜１５９ｎをシリアル伝送路１６１を介して統
括制御するマスタコントローラ１６０から構成される。

機器グループコントローラ１５６ａ〜１５６ｎの各構成
は同じになるので、以下では機器グループコントローラ
１５６ａについて説明する。

機器グループコントローラ１５６ａは、機器グループ１
５０ａの機器１１ａ〜１１ｎの各操作端にアナログ操作
量の制御指令信号を決定して出力するプロセッサ（ＣＰ
Ｕ）１５４と、機器１１ａ〜１１ｎの各々に１対１に対
応して設けられるドライブコントロールモジュール（Ｄ
ＣＭ）１５３ａ〜１５３ｎと、プロセッサ（ＣＰＵ）１
５４とドライブコントロールモジュール（ＤＣＭ）１５
３ａ〜１５３ｎ間のプロセス入出力信号を伝送するプロ
セスＩ／Ｏバス１５５からなる。

ドライブコントロールモジュール（ＤＣＭ）１５３ａ〜
１５３ｎ各々の構成は同じで、対応する機器の入出力手
段と、第１の発明に係わる手動バックアップ手段、第２
の発明に係わるロックアップ指令手段を内蔵し、各々１
枚のプリントカードによって構成されている。

以下、第４図と第５図にしたがって、第１の発明の一実
施例を詳細に説明する。

第４図は、プロセッサ（ＣＰＵ）１５４で実行されるプ
ログラムと等価な構成の仮想回路と、１枚のプリントカ
ード上にハードウエア回路で実現されるドライブコント
ロールモジュール（ＤＣＭ）１５３の概略構成を示した
ものである。

プロセッサ（ＣＰＵ）１５４とドライブコントロールモ
ジュール（ＤＣＭ）１５３のカードは、プロセスＩ／Ｏ
バス２０２（第１図の１５５）を介してインターフェイ
スがとられる。

プロセッサ（ＣＰＵ）１５４の仮想回路は、それぞれマ
クロ言語によって記述されるプロセス状態量診断部２０
３、比較器２０５、制御目標設定器２０６、比例積分演
算器２０８、手動操作用アナログメモリ２１０、出力系
統診断部２１１及び自動／手動切替制御部２１５より構
成される。

プロセス状態量診断部２０３は、プロセス状態量信号、
即ち、流量検出器４１によって検出された流量信号を入
力して合理性診断を行い、異常判定時にはプロセス状態
量異常信号２０４を出力する。

比較器２０５は、上位の系統コントローラ１５７から与
えられる目標指令に従って各機器の目標値を設定する制
御目標設定器の２０６の出力と、流量計４１からのプロ
セス状態量を比較し偏差信号２０７を出力する。

比例積分演算器２０８は、偏差信号２０７を入力して比
例演算と積分演算を行って、ディジタルの操作制御指令
信号を出力する。後述のように、本実施例の操作制御指
令信号は弁開度であり、最終的に電流値で示される操作
量（Ｉ）に変換されて、この操作量に見合って操作端で
ある流量弁４９を開閉する。

信号切替器２０９は自動／手動制御部２１５によって切
替られ、自動制御モードでは比例積分演算器２０８の出
力を選択し、手動モードでは手動操作用アナログメモリ
２１０の出力を選択する。

出力統計診断部２１１は、操作指令信号と操作端４９の
ポジション検出器３０１からの実ポジション信号２１２
と操作信号の電流フィードバック値２１３とを比較し、
操作信号ケーブルの断線や操作端の誤動作等の異常診断
を行い、異常判定時には出力系統異常信号２１４を出力
する。

自動／手動切替制御部２１５は、プロセス状態量異常信
号２０４や出力系統異常信号２１４の入力に応じて、信
号切替器２０９を自動モードから手動モードに切替へ、
この異常状態や自動モード／手動モードを示すランプ表
示信号２１８を出力し、ディジタル出力部（ＤＯ）２５
３を介して運手員操作装置３００のランプ表示を行う。
また、運転員操作装置３００からディジタル入力部（Ｄ
Ｉ）２５２を介して入力される自動モード／手動モード
の指示信号２１６に応じて、自動モードと手動モードの
切替へを行い、自動運転の開始や手動モードによる試
験、調整などを可能にする。

信号切替器２０９によって手動モードに切り替わったと
きの操作指令信号は、予め手動操作用アナログメモリ２
１０に設定されていて、プロセッサ（ＣＰＵ）や機器の
異常、あるいはプラントの試験など種々の態様に応じた
値が出力される。

ドライブコントロールモジュール（ＤＣＭ）１５３は、
１枚のプリント板回路により構成され、プロセス状態量
や操作端ポジションなどのアナログ信号を入力するアナ
ログ入力部（ＡＩ）２５０、操作量などのアナログ信号
を出力するアナログ出力部（ＡＯ）２５１、空気源異常
信号などのディジタル信号を入力するディジタル入力部
（ＤＩ）２５２、ロック指令などのディジタル信号を出
力するディジタル出力部（ＤＯ）２５３を設けている。

アナログ入力部（ＡＩ）２５０、アナログ出力部（Ａ
Ｏ）２５１、ディジタル入力部（ＤＩ）２５２及びディ
ジタル出力部（ＤＯ）２５３の各チャンネルの用途は図
４に示す通りであり、用途の記入の無い部分は予備であ
る。これらの入出力部２５０〜２５３は、図示しないマ
ルチプレクサやレジスタを有して、各信号を周期的に入
出力している。

この入出力手段と共に、ドライブコントロールモジュー
ル（ＤＣＭ）１５３のカードには、手動バックアップ回
路２５４や電圧／電流変換器２５５などを内蔵してい
る。

また、ドライブコントロールモジュール（ＤＣＭ）１５
３のカードには、図示を省略しているが、アナログ入力
部（ＡＩ）２５０からのアナログ入力信号をディジタル
信号に変換してプロセスＩ／Ｏバス２０２に渡すＡ／Ｄ
変換器や、その反対にプロセスＩ／Ｏバス２０２からの
ディジタル信号をアナログ信号に変換してアナログ出力
部（ＡＯ）２５１に渡すＤ／Ａ変換器も備えている。

運転員操作装置３００は、異常状態や自動／手動モー
ド、あるいはプロセス状態量、操作量、制御偏差などの
表示器を備えると共に、自動／手動の切替や手動装置の
操作量の増減を行う操作スイッチを備え、ドライブコン
トロールモジュール（ＤＣＭ）１５３の入出力部と接続
されている。

操作端４９は流量制御弁であり、空気源３０３からの空
気を電空変換器（Ｅ／Ｐ）４８の空気圧（Ｐ）にして供
給され、この空気圧（Ｐ）に応じて弁開度が調整され
る。

電空変換器（Ｅ／Ｐ）４８は、アナログ出力部（ＡＯ）
２５１のＡＯ２チャネルから出力される操作量の電流値
（Ｅ）に比例して移動するソレノイドノズルによって、
操作量に対応する空気圧（Ｐ）に変換する。

リミットスイッチ３０２は、操作端４９の全開、全閉を
検出し、検出信号はディジタル入力部（ＤＩ）２５２を
介してプロセッサ（ＣＰＵ）１５４に伝送される。圧力
スイッチ３０４は空気源３０３の供給空気を監視し、空
気圧が異常低下（空気喪失）したとき、空気圧異常信号
を出力する。

第５図は、第４図に示したドライブコントロールモジュ
ール１５３中の手動バックアップ回路２５４の詳細な構
成である。

アップダウンカウンタ４００は、プロセッサ（ＣＰＵ）
１５４からのロード命令４０１が入力されると、プロセ
スＩ／Ｏバス２０２を介してプロセッサ（ＣＰＵ）１５
４からのデータ４０４を受け取ってセットすると共に、
その値を出力４０５としてＤ／Ａコンバータ４０６に渡
す。

このデータ４０４は、第４図に示したプロセッサ（ＣＰ
Ｕ）１５４の仮想回路中の比例積分演算器２０８又は、
手動操作用アナログメモリ２１０から、信号切替器２０
９を介して出力される操作制御指令信号の値である。な
お、セットされたデータ４０４は、次のロード命令４０
１が入力されるまでの間、アップダウンカウンタ４００
にホールドされる。

アップダウンカウンタ４００のＵＰ端子に増指令４０
２、又は、ＤＷ端子に減指令４０３が入力されると、ア
ップダウンカウンタ４００はホールドしていたデータ４
０４を増減し、この増減された出力４０５をＤ／Ａコン
バータ４０６に渡し、ここでアナログの電圧信号に変換
される。

電圧信号は電圧／電流変換器２５５で操作端駆動用の電
流信号に変換され、操作量（Ｉ）としてアナログデータ
出力部（ＡＯ）２５１のＡＯ２チャンネルから出力され
る。

Ｄ／Ａコンバータ４０６のもう一方の出力は、操作量
（Ｖ）としてＡＯ３チャンネルから出力され、運手員操
作装置３００の弁開度表示手段に表示される。これによ
って、自動の場合の操作量はもちろん、プロセッサ（Ｃ
ＰＵ）１５４が故障したときの手動操作による操作量も
表示できるので、運転員の手動操作が容易になる。

アップダウンカウンタ４００の増指令４０２／減指令４
０３は、運手員操作装置３００の手動操作によって入力
される。即ち、増減スイッチの手動操作によって、ディ
ジタル入力部（ＤＩ）２５２を介し、減指令４０８はＤ
Ｉ１チャンネルから論理積ゲート４１０に、増指令４０
９はＤＩ０チャンネルから論理積ゲート４１１に入力さ
れる。イドノズルによって、操作量に対応する空気圧
（Ｐ）に変換する。

リミットスイッチ３０２は、操作端４９の全開、全閉を
検出し、検出信号はディジタル入力部（ＤＩ）２５２を
介してプロセッサ（ＣＰＵ）１５４に伝送される。圧力
スイッチ３０４は空気源３０３の供給空気を監視し、空
気圧が異常低下（空気喪失）したとき、空気圧異常信号
を出力する。

論理積ゲート４１０，４１１は、プロセッサ（ＣＰＵ）
１５４のストップ状態を示すＣＰＵストップ信号４０７
が入力されているときに、入力された減指令４０８ある
いは増指令４０９をフリップフロップ４１２あるいはフ
リップフロップ４１３に出力する。

ＣＰＵストップ信号４０７は、プロセッサ（ＣＰＵ）１
５４が故障あるいは手動モードの選択によって、ロード
命令４０１（あるいはストローブ信号）が一定期間以上
にわたって出力されないときに、オンとなる信号であ
る。これによって、プロセッサ（ＣＰＵ）１５４のスト
ップ状態のときにのみ、増減スイッチの手動操作による
増・減指令を有効とするものである。

フリップフロップ４１２，４１３は、クロック発生回路
４１４からのクロックに同期して増・減指令４０８，４
０９をパルス信号に変換する。

プログラマブル・ロジック・アレイ（ＰＡＬ）４１５
は、アップダウンカウンタ４００の出力４０５とフリッ
プフロップ４１２，４１３の出力を入力し、アップダウ
ンカウンタ４００の出力値がオーバーフローしない範囲
に増・減指令を規制して、増指令パルス４０２又は減指
令パルス４０３を出力し、アップダウンカウンタ４００
のＵＰ端子又はＤＷ端子に入力する。

このように、手動バックアップ回路２５４は、プロセッ
サ（ＣＰＵ）１５４による自動制御モード時には、プロ
セッサ（ＣＰＵ）１５４で制御偏差に応じて演算された
操作制御指令信号のデータ４０４を操作量として操作端
に出力する。一方、プロセッサ（ＣＰＵ）１５４のスト
ップ状態時には、ストップ直前のデータ４０４を保持す
るとともに、増減スイッチの手動操作によりアップダウ
ンカウンタ４００に保持されているデータ４０４を増減
して操作端に出力し、操作端の手動による操作を可能に
している。

なお、手動操作に必要なプロセス状態量は、第４図に示
すように、流量検出器４１からアナログ信号入力部（Ａ
Ｉ）２５０のＡＩ０チャンネルから取り込み、直接ＡＯ
０チャンネルに出力されて運転員操作装置３００に表示
できるので、プロセッサ（ＣＰＵ）１５４の故障時にも
表示が確保される。

本実施例のドライブコントロールモジュール（ＤＣＭ）
１５３の各々は、他のドライブコントロールモジュール
（ＤＣＭ）と相互に独立し、プロセッサ（ＣＰＵ）１５
４とも独立している。従って、１つのドライブコントロ
ールモジュール（ＤＣＭ）１５３が故障したとしても、
この故障したドライブコントロールモジュール（ＤＣ
Ｍ）のみを、それに内蔵した手動バックアップ手段によ
り手動操作すればよく、他の機器はプロセッサ（ＣＰ
Ｕ）１５４によってそのまま自動制御される。

ドライブコントロールモジュール（ＤＣＭ）１５３のカ
ードは、単独に取りはずし可能になっており、もし、故
障したドライブコントロールモジュール（ＤＣＭ）の手
動操作が不能な場合は、直ちに交換しメンテナンスでき
る。

次に、第２の発明に係わるロックアップ制御手段につい
て説明する。

操作端４９は、アナログの操作量に追従する調整機器で
あるため、操作量あるいは供給空気が喪失すると、誤動
作して操作端ポジションが不定になり、放置すればプラ
ント事故に発展する恐れがある。

第４図に示すドライブコントロールモジュール１５３に
内臓される操作端ロック回路２５６は、上記した異常時
に操作端をロックアップするためのロック指令を出力す
る。

操作端ロック回路２５６は論理和ゲートであり、操作量
信号を伝送する信号ケーブルの断線や操作端４９の誤動
作等の場合に、出力系統診断部２１１から出力される出
力系統異常信号２１４の入力、又は、ディジタル入力部
（ＤＩ）２５２のＤＩ７チャネルを介して空気源異常信
号の入力がある場合に、操作端４９のポジションを現状
にロックアップするロック指令を、ディジタル出力部
（ＤＯ）２５３のＤＯ７チャネルを介して電磁弁３０５
に出力する。

操作端ロック用の電磁弁３０５は、操作端ロック回路２
５６からのロック信号に応じて励磁され、操作端４９の
ポジション（弁開度）を現状にロックアップする。

電磁弁３０５は、ロック指令のない正常時には、非励磁
状態となって空気源３０３から操作端４９へ向かう空気
をスルーし、ロック指令に応じて励磁されると、空気源
３０３と操作端４９の間の空気の出入りを遮断するの
で、操作端４９は現状位置を維持する。

本実施例によれば、操作端ロック回路２５６は機器対応
の入出力手段と一体化されて、ドライブコントロールモ
ジュール（ＤＣＭ）１５３に内臓されているので、仮に
１つのドライブコントロールモジュール（ＤＣＭ）が故
障しても、他の機器の操作端ロック回路２５６は正常に
動作でき、機器の異常時等にプラント運転の安全を確保
できる。

また、空気源３０３の異常時は、操作端が一挙に全開／
全閉になって危険になる。このため、ドライブコントロ
ールモジュール（ＤＣＭ）１５３は、プロセッサ（ＣＰ
Ｕ）１５４を介することなく、ＤＩ７チャネル空気源異
常信号を直接受け取って、直ちにロック指令をＤＯ７チ
ャネル出力するディスクリートな構成にしているので、
プロセッサ（ＣＰＵ）１５４の故障時に機能できるのは
もちろんのこと、当該ドライブコントロールモジュール
（ＤＣＭ）の故障の場合にも高い確率で機能できる。

第６図は、以上に説明した第１の発明と第２の発明に係
わる機器グループコントローラ１５６を実装する系統単
位制御システム１５９の正面図と側面図でである。

制御システム１５９のキャビネット６００内には、各々
独立して着脱可能にカード化されているプロセッサ（Ｃ
ＰＵ）と複数のドライブコントロールモジュール（ＤＣ
Ｍ）及び電源からなる機器グループコントローラ６０１
（第１図の１５６）複数台が実装されている。コントロ
ーラ間や外部とは、ターミナルブロック６０５を介し入
出力ケーブル６０２や外部ケーブル６０６で接続され
る。

このように、従来アナログモジュールやリレー等から構
成される手動バックアップ回路を一切、外付けしないの
で、シンプルでかつ信頼性の高いシステムとなる。

また、ドライブコントロールモジュール（ＤＣＭ）のＤ
ＣＭカードは、図示のようにプラントの機器１台毎に対
応した１枚のプリント板回路であり、他のＤＣＭカード
と独立して交換できるためメンテナンスが容易で、自律
性の高い制御装置を構築することができる。

また、ＤＣＭカードは機器と１対１であるから、入出力
手段とバックアップ手段及び／又はロックアップ指令手
段を内臓して標準化でき、プラントの機器増設に際して
も、ＤＣＭカードを介して容易に接続することができ
る。

〔発明の効果〕

第１の発明による機器コントローラによれば、プラント
の機器と１対１に対応して入出力手段と手動バックアッ
プ手段を有するドライブコントロール（ＤＣＭ）を他の
機器と相互に独立して設けているので、ドライブコント
ロール（ＤＣＭ）の故障が機器毎に限定されて他の機器
に影響を与えることがなく、且つ、入出力手段と手動バ
ックアップ手段が一体的に機能して他の機器と互いに独
立した制御を可能にする。これによって、プラントの操
業性を向上できるとともに、ドライブコントロール（Ｄ
ＣＭ）故障時の運手員の手動操作が容易になる効果があ
る。

第２の発明による機器コントローラによれば、プラント
の機器と１対１に対応して入出力手段とロックアップ指
令手段を有するドライブコントロール（ＤＣＭ）を他の
機器と相互に独立して設けているので、ドライブコント
ロール（ＤＣＭ）の故障が機器毎に限定されて他の機器
のロックアップ制御に影響を与えることがなく、機器の
故障時にプラントの安全を確実に確保し、機器コントロ
ーラの信頼性を向上する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１及び第２の発明の適用するプラント制御シ
ステムの構成図である。 第２図は従来のディジタルコントローラの構成図、第３
図は従来制御システムのキャビネット実装図である。 第４図は、第１及び第２の発明に係わる一実施例で、プ
ロセッサ（ＣＰＵ）で実行されるプログラムと等価な仮
想回路とドライブコントロールモジュール（ＤＣＭ）の
概略構成図、第５図は第４図中の手動バックアップ回路
の詳細図、第６図は第１及び第２の発明に係わる制御シ
ステムのキャビネット実装図である。 １……ディジタルコントローラ、８……手動バックアッ
プ回路、１１……機器、４９……操作端、１５０……機
器グループ、１５１……プロセス系統、１５２……プラ
ント、１５３……ドライブコントロールモジュール（Ｄ
ＣＭ）、１５４……プロセッサ（ＣＰＵ）、１５６……
機器グループコントローラ、１５７……系統コントロー
ラ、１５９……系統単位制御システム、１６０……マス
タコントローラ、２５０……アナログ信号入力部（Ａ
Ｉ）、２５１……アナログ信号出力部（ＡＯ）、２５２
……ディジタル信号入力部（ＤＩ）、２５３……ディジ
タル信号出力部（ＤＯ）、２５４……手動バックアップ
回路、２５６……操作端ロック回路、３００……運手員
操作装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−59201（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−76902（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−142703（ＪＰ，Ｕ) 特開 昭62−20001（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−208808（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−96301（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−74718（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の機器が集まり機器グループを構成
   し、複数の機器グループが集まりプロセス系統を構成
   し、１または複数のプロセス系統によって構成されるプ
   ラントに対して、前記プロセス系統単位に系統コントロ
   ーラを配置し、前記機器グループ単位に機器コントロー
   ラを配置して分散制御するプラント制御装置において、 前記機器コントローラは、総括制御する複数の機器各々
   のアナログ操作量の制御指令信号を決定して出力するプ
   ロセッサ（ＣＰＵ）と、前記プロセッサ（ＣＰＵ）と前
   記複数の機器間に、前記複数の機器の各々に対応し互い
   に独立して設けられる複数のドライブコントロールモジ
   ュール（ＤＣＭ）とを有し、 前記複数のドライブコントロールモジュール（ＤＣＭ）
   の各々は対応する機器について、所定のプロセス状態量
   を含むアナログ信号を入力するアナログ入力部（Ａ
   Ｉ）、前記アナログ操作量を含むアナログ信号を出力す
   るアナログ出力部（ＡＯ）、ディジタル信号を入力する
   ディジタル入力部（ＤＩ）及びディジタル信号を出力す
   るディジタル出力部（ＤＯ）を有する入出力手段と、前
   記プロセッサ（ＣＰＵ）から与えられる前記制御指令信
   号の値をホールドして当該機器についての手動制御を行
   う手動バックアップ手段とを、他のドライブコントロー
   ルモジュール（ＤＣＭ）とは独立に備えることを特徴と
   するプラント制御装置の機器コントローラ。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、 前記ホールドされる制御指令信号の値は、前記プロセッ
   サ（ＣＰＵ）が故障する直前の制御指令信号の値又は、
   前記プロセッサ（ＣＰＵ）による手動制御への切替に応
   じて前記プロセッサ（ＣＰＵ）から出力される予め設定
   されている値であることを特徴とするプラント制御装置
   の機器コントローラ。
3. 【請求項３】複数の機器が集まり機器グループを構成
   し、複数の機器グループが集まりプロセス系統を構成
   し、１または複数のプロセス系統によって構成されるプ
   ラントに対して、前記プロセス系統単位に系統コントロ
   ーラを配置し、前記機器グループ単位に機器コントロー
   ラを配置して分散制御するプラント制御装置において、 前記機器コントローラは、総括制御する複数の機器各々
   のアナログ操作量の制御指令信号を決定して出力するプ
   ロセッサ（ＣＰＵ）と、前記プロセッサ（ＣＰＵ）と前
   記複数の機器間に、前記複数の機器の各々に対応し互い
   に独立して設けられる複数のドライブコントロールモジ
   ュール（ＤＣＭ）とを有し、 前記複数のドライブコントロールモジュール（ＤＣＭ）
   の各々は対応する機器について、所定のプロセス状態量
   を含むアナログ信号を入力するアナログ入力部（Ａ
   Ｉ）、前記アナログ操作量を含むアナログ信号を出力す
   るアナログ出力部（ＡＯ）、ディジタル信号を入力する
   ディジタル入力部（ＤＩ）及びディジタル信号を出力す
   るディジタル出力部（ＤＯ）を有する入出力手段と、対
   応する機器が誤動作したときに当該機器を現状のアナロ
   グ操作量にロックするよう指令するロックアップ指令手
   段とを、他のドライブコントロールモジュール（ＤＣ
   Ｍ）とは独立に備えることを特徴とするプラント制御装
   置の機器コントローラ。